Chủ đề: SỐ CHÍNH PHƯƠNG MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP VỀ SỐ CHÍNH PHƯƠNG. I/ MỤC TIấU: 1/ Kiến thức: ễn tập cho học sinh về số chớnh phương và một số tớnh chất cú liờn quan cũng như một số phương phỏp giải toỏn dựa vào số chớnh phương. 2/ Kỹ năng: Học sinh cú kỹ năng ỏp dụng tớnh chất để nhận biết số chớnh phương và giảimột số dạng toỏn cú liờn quan. 3/ Thỏi độ: Giỏo dục học sinh tớnh chớnh xỏc và vận dụng vào thực tế. II/ Lí THUYẾT: 1.Định nghĩa: Số chính phương là một số bằng bỡnh phương của một số tự nhiên Vớ dụ: 22515;93 22 Cỏc số 9; 225 là bỡnh phương của các số tự nhiên : 3; 15 được gọi là số chính phương 2. Một số tớnh chất: a) Số chính phương chỉ có thể tận cùng là : 0; 1; 4; 5; 6; 9 không thể tận cùng bởi 2; 3; 7; 8. b) Một số chính phương có chữ số tận cùng là 5 thỡ chữ số hàng chục là 2. Thật vậy ,giả sử 2 5aM = .25100100)510( 22 aaa Vỡ chữ số hàng chục của 2 100 a và 100a là số 0 nờn chữ số hàng chục của số M là 2 c) Một số chính phương có chữ số hàng đơn vị là 6 thỡ chữ số hàng chục của nú là số lẻ. Thật vậy, giả sử số chính phương N=a 2 cú chữ số tận cựng là 6 thỡ chữ số hàng đơn vị của số a chỉ có thể là 4 hoặc 6. Giả sử hai chữ số tận cựng của số a là b4 (nếu là b6 thỡ chứng minh tương tự ), Khi đó b4 2 = (10b+4) 2 = 100b 2 + 80b + 16. Vỡ chữ số hàng chục của số 100b 2 và 80b là số chẵn nờn chữ số hàng chục của N là số lẻ. d) Khi phân tích ra thừa số nguyên tố ,số chính phương chỉ chứa cỏc thừa số nguyờn tố với số mũ chẵn ,khụng chứa thừa số nguyờn tố với số mũ lẻ . Thật vậy ,giả sử A = m 2 =a x .b y .c z …trong đó a,b,c ,…là các số nguyên tố khác nhau,cũn x,y,z…là cỏc số nguyờn tố dương thế thỡ , A = m 2 = (a x b y c z …) 2 = a 2x .b 2y .c 2z … Từ tớnh chất này suy ra -Số chính phương chia hết cho 2 thỡ chia hết cho 4. -Số chính phương chia hết cho 3 thỡ chia hết cho 9. -Số chính phương chia hết cho 5 thỡ chia hết cho 25. -Số chính phương chia hết cho 8 thỡ chia hết cho 16. 3/ Nhận biết một số chớnh phương: 4/ Hằng đẳng thức vận dụng: (a b) 2 = a 2 2ab + b 2 và a 2 – b 2 = (a + b)(a – b) 5. Cỏc vớ dụ: Vớ dụ 1. Chứng minh rằng : a) Một số chính phương không thể viết được dưới dạng 4n+2 họăc 4n +3 (nN); b) Một số chính phương không thể viết dưới dạng 3n+2(nN). Giải a) Một số tự nhiờn chẵn cú dạng 2k (kN), khi đó (2k) 2 = 4k 2 là số chia hết cho 4 cũn số tự nhiờn lẻ cú dạng 2k+1 (kN) , Khi đó (2k+1) 2 = 4k 2 + 4k +1 là số chia cho 4 dư 1. Như vậy một số chính phương hoặc chia hết cho 4 hoặc chia cho 4 dư 1 , do đó không thể viết đựơc dưới dạng 4n+2 hoặc 4n+3(nN) b) Một số tự nhiên chỉ có thể viết dưới dạng 3k hoặc 3k 1 (k N) khi đó bỡnh phương của nó có dạng(3k) 2 =9k 2 là số chia hết cho 3 ,hoặc cú dạng (3k 1) 2 = 9k 2 6k +1 là số khi chia cho 3 thỡ dư 1.Như vậy một số chính phương không thể viết dưới dạng 3n+2(nN). Vớ dụ 2: Cho 5 số chính phương bất kỳ có chữ số hàng chục khác nhau cũn chữ số hàng đơn vị đều là 6. Chứng minh rằng tổng các chữ số hàng chục của 5 số chính phương đó là một số chính phương. Giải Cỏch 1 . Ta biết rằng 1 số chính phương có chữ số hàng đơn vị là 6 thỡ chữ số hàng chục của nú là số lẻ .Vỡ vậy chữ số hàng chục của 5 số chớnh phương đó cho là: 1, 3, 5, 7 ,9 khi đó tổng của chúng bằng :1+3+5+7+9=25 =5 2 là số chính phương. Cách 2. Nếu một số chính phương có M=a 2 có chữ số hàng đơn vị là 6 thỡ chữ số tận cựng của số a là số chẵn, do đó a 2 nờn a 2 4. Theo dấu hiệu chia hết cho 4 thỡ 2 chữ số tận cựng của số Mchỉ cú thể là 16,36,56,76,96.Từ đó ,ta có : 1+3+5+7+9=25=5 2 là số chính phương Vớ dụ3: Tỡm số tự nhiờn n cú 2 chữ số, biết rằng 2 số 2n+1 và 3n+1 đồng thời là 2 số chính phương Trả lời n là số tự nhiờn cú 2 chữ số nờn 10 ≤ n < 100, do đó 21 ≤ 2n+1 < 201 Mặt khác 2n+1 là số chính phương lẻ nờn 2n+1 chỉ cú thể nhận một trong cỏc giỏ trị :25; 49; 81; 121; 169. Từ đó n chỉ có thể nhận một trong các giá trị 12, 24, 40, 60,84. Khi đó số 3n+1 chỉ có thể nhận một trong các giá trị : 37; 73; 121; 181; 253. Trong cỏc số trờn chỉ cú số 121=11 2 là một số chính phương. Vậy số tự nhiờn cú 2 chữ số cần tỡm là n=40. Vớ dụ 4: Chứng minh rằng nếu p là tích của n số nguyên tố đầu tiên thỡ p-1 và p+1 khụng thể là cỏc số chớnh phương Giải Vỡ p là tớch của n số nguyờn tố đầu tiên nên p chia hết cho 2 và p khụng chia hết cho 4 (1) a) Giả sử p+1 là số chính phương . Đặt p+1 = m 2 (mN) Vỡ p là số chẵn nờn p+1 là số lẻ , do đó m 2 là số lẻ ,vỡ thế m là số lẻ . Đặt m=2k+1 (kN) Ta cú m 2 = (2k+1) 2 = 4k 2 + 4k+ 1 , suy ra p+1= 4k 2 + 4k+ 1 do đó p=4k(k+1) là số chia hết cho 4, mâu thuẫn với (1) Vậy p+1 không là số chính phương b)Ta cú p = 2.3.5…là số chia hết cho 3. Do đó p-1 = 3k+2 không là số chính phương Vậy nếu p là tích của n số nguyên tố đầu tiên thỡ p-1 và p+1 khụng là số chớnh phương III/ BÀI TẬP: BÀI TẬP BÀI GIẢI Bài 1: Tỡm số tự nhiờn n biết rằng trong 3 mệnh đề sau cú 2 mệnh đề đúng và một mệnh đề sai: 1/ n cú chữ số tận cựng là 2 2/ n + 20 là một số chớnh phương 3/ n – 69 là một số chớnh phương Nếu mệnh đề (1) đúng thỡ từ (2) suy ra n + 20 cú số tận cựng là 2; Từ mệnh đề (3) suy ra n – 69 cú chữ số tận cựng là 3. Một số chớnh phương khụng cú chữ số tận cựng là 2 hoặc 3. Như vậy nếu (1) đúng thỡ (2) và (3) đều sai, trỏi gió thiết. Vậy mệnh đề (1) sai và mệnh đề (2) và (3) đúng. Đặt n + 20 = a 2 ; n – 69 = b 2 (a, b N và a > b) => a 2 – b 2 = 89 => (a + b)(a – b) = 89.1 Do đó: a b 89 a b 1 suy ra a = 45. Vậy n = 45 2 – 20 = 2005 Bài 2: Cho N là tổng của 2 số chớnh phương. Chứng minh rằng: a/ 2N cũng là tổng của 2 số chớnh phương. b/ N 2 cũng là tổng của 2 số chớnh phương. Gọi N = a 2 + b 2 (a, b N) a/ 2N = 2a 2 + 2b 2 = a 2 + b 2 + 2ab + a 2 + b 2 – 2ab = (a + b) 2 + (a – b) 2 là tổng của 2 số chớnh phương. b/ N 2 = (a 2 + b 2 ) 2 = a 4 + 2a 2 b 2 + b 2 = a 4 – 2a 2 b 2 + b 2 + 4a 2 b 2 = (a 2 – b 2 ) 2 + (2ab) 2 Bài 3: Cho A, B, C, D là cỏc số chớnh phương. Chứng minh rằng:(A + B)(C + D) là tổng của 2 số chớnh phương. Theo bài toỏn thỡ: A = a 2 ; B = b 2 ; C = c 2 ; D = d 2 ; Nờn: (A + B)(C + D) = (a 2 + b 2 )(c 2 + d 2 ) = = a 2 c 2 + a 2 d 2 + b 2 c 2 + b 2 d 2 = a 2 c 2 + b 2 d 2 + 2abcd – 2abcd + a 2 d 2 + b 2 c 2 = (ac + bd) 2 + (ad – bc) là tổng của 2 số chớnh phương. Bài 4: Cho 3 số nguyờn x, y, z sao cho: x = y + z. Chứng minh rằng: 2(xy + xz – yz) là tổng của 3 số chớnh phương. Vỡ x = y + z => x – y – z = 0 => (x – y – z) 2 = 0 => x 2 + y 2 + z 2 – 2xy – 2xz + 2yz = 0 => 2(xy + xz – yz) = x 2 + y 2 + z 2 Bài 5: Cho a, b, c, d là cỏc số nguyờn thoả món: a – b = c + d. Chứng minh rằng: a 2 + b 2 + c 2 + d 2 luụn là tổng của 3 số chớnh phương. Từ a – b = c + d => a – b – c – d = 0 => 2a(a – b – c – d) = 0 Nờn ta suy ra: a 2 + b 2 + c 2 + d 2 = a 2 + b 2 + c 2 + d 2 + 2a(a – b – c – d) = (a – b) 2 + (a – c) 2 + (a – d) 2 Bài 6: Cho 2 số chớnh phương liờn tiếp. Chứng minh rằng tổng của 2 số đó cộng với tớch của chỳng là một số chớnh phương lẻ. Ta cú: n 2 + (n + 1) 2 + n 2 (n + 1) 2 = n 4 + 2n 3 + 3n 2 + 2n + 1 = = (n 2 + n + 1) 2 n 2 + n là một số chẵn n 2 + n + 1 là một số lẻ. Suy ra (n 2 + n + 1) 2 là một số chớnh phương lẻ. Bài 7: Cho a n = 1 + 2 + 3 + + n a/ Tớnh a n+1 b/ Chứng minh rằng a n + a n+1 là một số chớnh phương a/ Từ bài toỏn ta suy ra: a n+1 = 1 + 2 + 3 + + (n + 1) b/ a n + a n+1 = (1 n)n 2 + (1 n 1)(n 1) 2 = (n 1)(n n 2) 2 = = (n + 1) 2 MỘT SỐ BÀI TẬP TƯƠNG TỰ Bài 1. Cho 2 số tự nhiên A và B trong đó số A chỉ gồm có 2m chữ số 1, số B chỉ gồm m chữ số 4. Chứng minh rằng : A+B +1 là số chính phương. Bài 2. Tỡm một số tự nhiờn cú 2 chữ số, biết rằng hiệu cỏc bỡnh phương của số đó và số viết bởi hai chữ số của số đó nhưng theo thứ tự ngược lại là một số chính phương. Bài3. Tỡm số chớnh phương có 4 chữ số , biết rằng chữ số hàng trăm , hàng nghỡn ,hàng chục, hàng đơn vị là 4 số tự nhiên liên tiếp tăng dần. Bài 4. Từ các chữ số 1, 2, 3, 4, 5, 6 người ta lập tất cả các số có 6 chữ số , mỗi số gồm các chữ số khác nhau. Hỏi trong các số lập được có số nào chia hết cho 11 không ? Có số nào là số chính phương không? Bài 5 Người ta viết liên tiếp các số : 1, 2, 3,…, 1994 thành một hàng ngang theo một thứ tự tuỳ ý . Hỏi số tạo thành theo cỏch viết trờn cú thể là số chớnh phương khụng? . Chủ đề: SỐ CHÍNH PHƯƠNG MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP VỀ SỐ CHÍNH PHƯƠNG. I/ MỤC TIấU: 1/ Kiến thức: ễn tập cho học sinh về số chớnh phương và một số tớnh chất cú liờn quan cũng như một số phương. nghĩa: Số chính phương là một số bằng bỡnh phương của một số tự nhiên Vớ dụ: 22515;93 22 Cỏc số 9; 225 là bỡnh phương của các số tự nhiên : 3; 15 được gọi là số chính phương 2. Một số tớnh. số hàng chục của 5 số chính phương đó là một số chính phương. Giải Cỏch 1 . Ta biết rằng 1 số chính phương có chữ số hàng đơn vị là 6 thỡ chữ số hàng chục của nú là số lẻ .Vỡ vậy chữ số